JPH0570570A - 芳香族ポリエステル及びその製造法 - Google Patents

芳香族ポリエステル及びその製造法

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JPH0570570A
JPH0570570A JP25721491A JP25721491A JPH0570570A JP H0570570 A JPH0570570 A JP H0570570A JP 25721491 A JP25721491 A JP 25721491A JP 25721491 A JP25721491 A JP 25721491A JP H0570570 A JPH0570570 A JP H0570570A
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俊一 松村
Hiroo Inada
博夫 稲田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、溶融成形が可能であり、か
つ、溶融下、光学的に等方性を示し、更に優れた成形
性、機械的特性、耐熱性等を有する芳香族ポリエステル
を提供することにある。 【構成】本発明は、下記式(I) で表わされる繰り返し単位を少なくとも50モル%有
し、かつ固有粘度が0.4以上である芳香族ポリエステ
ル及びその製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な芳香族ポリエス
テルに関するものである。詳しくは新規な芳香族ポリエ
ステル及びその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリエチレンテレフタレート(P
ET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の芳香
族ポリエステルの繊維及びフイルムはそれぞれの芳香族
ポリエステルを溶融紡糸あるいは溶融製膜した後、加熱
延伸することにより高い弾性率を有する繊維及びフイル
ムを製造することができる。しかし、近年、産業技術の
高度化にともない更に物理的、化学的に高性能な特性を
有する素材への要求が高まってきた。
【0003】一方、剛直ユニットを分子鎖に導入するこ
とにより、溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステル
(液晶ポリエステル)が、多数開発されている。これら
は、成形の際、流れ方向に一軸配向しやすいため成形体
の異方性が著しく強くなる傾向があり、そのため二軸配
向フイルムを通常の方法で製造するのはほとんど不可能
である。更に、一軸配向した繊維は高弾性率を示すもの
の、一般に破断伸度が小さいといった欠点がある。
【0004】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、溶融成形が可
能であり、かつ溶融下で光学的に等方性を示し、しかも
優れた成形性、機械的特性、耐熱性等を有する新規芳香
族ポリエステルを提供することにある。さらに、本発明
の目的は、該新規芳香族ポリエステルを効率的に製造す
る方法を提供することにある。
【0005】
【発明の構成】すなわち、本発明は、下記式(I)
【0006】
【化3】
【0007】[ここで、nは2〜10の整数である。]
で表わされる繰り返し単位を少なくとも50モル%有
し、かつP−クロロフェノール/テトラクロロエタン
(40/60重量比)の混合溶媒を用いて35℃で測定
した固有粘度が0.4以上である芳香族ポリエステル及
び下記式(II)
【0008】
【化4】
【0009】[ここでRは水素原子、低級アルキル基、
シクロアルキル基又は置換基を有していてよいフェニル
基である。]で表わされる芳香族ジカルボン酸又はその
エステル誘導体と炭素数が2〜10の脂肪族グリコール
との混合物を加熱反応せしめ、溶融重縮合することを特
徴とする前記記載の芳香族ポリエステルの製造法であ
る。
【0010】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において、主たる要件をなす芳香族ポリエステル
は、上記式(I)で示される繰り返し単位を少なくとも
50モル%有する実質的に線状のポリエステルである。
ここで上記式(I)で示される繰り返し単位は、好まし
くは少なくとも70モル%、特に好ましくは80モル%
である。
【0011】本発明に係る芳香族ポリエステルの固有粘
度は0.4以上であり、好ましくは0.5以上である。
固有粘度が0.4より小さいと該ポリエステルから得ら
れる成形品の機械的特性が十分でない。
【0012】本発明において、上記式(I)で示される
繰り返し単位から主として構成される芳香族ポリエステ
ルは、上記式(II)で示される芳香族ジカルボン酸又は
そのエステル誘導体と、炭素数が2〜10の脂肪族グリ
コールとの混合物を加熱反応せしめ、溶融重合すること
によって製造される。
【0013】かかる芳香族ジカルボン酸又はそのエステ
ル誘導体の合成方法としては、例えば (i)6―オキシ―2―ナフトエ酸及び/又はそのエス
テルのアルカリ金属塩と過剰の1,2―ジハロゲン化エ
タンとを反応させ得られる6―(β―ハロエトキシ)―
2―ナフトエ酸及び/又はそのエステルとP―ヒドロキ
シ安息香酸及び/又はそのエステルのアルカリ金属塩と
を反応させる方法、 (ii)P―ヒドロキシ安息香酸及び/又はそのエステル
のアルカリ金属塩と過剰の1,2―ジハロゲン化エタン
とを反応させ、得られるP―(β―ハロエトキシ)安息
香酸及び/又はそのエステルと6―オキシ―2―ナフト
エ酸及び/又はそのエステルのアルカリ金属塩とを反応
させる方法、 等が例示できる。
【0014】本発明方法においては、ジカルボン酸成分
としては上記式(II)の酸又はエステルが用いられる
が、これらと共に他のジカルボン酸、オキシカルボン酸
又はそのエステル形成性誘導体を併用してもよい。
【0015】他のジカルボン酸としては、例えば下記式
(III ) HOOC―R1 ―COOH …(III ) [ここでR1 は炭素数2〜10のアルキレン基、シクロ
アルキレン基又はアリレン基である。]で表わされるも
のが用いられる。例えば、テレフタル酸、イソフタル
酸、2,6―ナフタレンジカルボン酸、4,4′―ジフ
ェニルジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバ
チン酸、シクロヘキサン―1,4―ジカルボン酸等があ
げられる。
【0016】同様にその他のオキシカルボン酸として
は、例えば下記式(IV) HOOC―R2 ―OH …(IV) [ここでR2 は炭素数2〜10のアルキレン基、シクロ
アルキレン基、アリレン基、又はフェニレン―オキシア
ルキレン基である。]で表わされるものが用いられる。
例えばオキシ安息香酸、β―ヒドロキシエトキシ安息香
酸、ヒドロキシナフトエ酸、β―ヒドロキシエトキシナ
フトエ酸、ヒドロキシカプロン酸、4―ヒドロキシシク
ロヘキサンカルボン酸等があげられる。
【0017】本発明において、カルボン酸成分について
用いられるエステル形成性誘導体とは、脂肪族グリコー
ルと反応することができ、そして反応の結果エステルを
生成する化合物、例えば炭素数1〜6の低級アルキルエ
ステル又はフェニルエステルのようなエステル、を言
う。
【0018】ジカルボン酸として上記式(II)で示され
るジカルボン酸又はそのエステルと他のジカルボン酸、
オキシカルボン酸あるいはそれらのエステル形成性誘導
体を併用する場合には、他のジカルボン酸等は、好まし
くは、全酸成分の50モル%より少なく、より好ましく
は全酸成分の30モル%より少なく、就中全酸成分の2
0モル%より少なく用いられる。
【0019】本発明方法において、グリコール成分とし
ては、グリコール主鎖の炭素数が2〜10の脂肪族グリ
コールが用いられるが、これらと共に他のジオールをグ
リコール成分として併用してもよい。
【0020】グリコール主鎖とは、グリコールの2個の
水酸基間を結ぶ最短鎖部分をいう。本発明で主として用
いられるグリコールは下記式(V)
【0021】
【化5】
【0022】[ここでnは2〜10の整数である。]で
示され、具体例としてはエチレングリコール、トリメチ
レングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメ
チレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメ
チレングリコール等があげられる。これらのうち、特に
エチレングリコールか好ましい。
【0023】また、併用してよいジオールとしては、ネ
オペンチレングリコール、プロピレングリコール、シク
ロヘキサンジメチロール、ハイドロキノン、レゾルシノ
ール、2,6―ジヒドロキシ―ナフタレン、4,4′―
ジヒドロキシジフェニル、2,2―ビス(4―ヒドロキ
シフェニル)プロパン、ビス(4―ヒドロキシフェニ
ル)スルホン、1,1―ビス(4―ヒドロキシフェニ
ル)シクロヘキサン、ビス(4―ヒドロキシフェニル)
エチル等である。
【0024】かかるその他のグリコール成分としてのジ
オールを併用する場合には、かかる他のジオールは好ま
しくは全グリコール成分の50モル%より少なく、より
好ましくは全グリコール成分の30モル%より少なく、
就中全グリコール成分の20モル%より少なく用いられ
る。
【0025】上記発明によれば、上記式(II)で示され
るジカルボン酸又はそのエステルから主としてなるジカ
ルボン酸成分と、炭素数2〜10の脂肪族グリコールか
ら主としてなるグリコール成分とを加熱反応せしめるこ
とによって本発明の芳香族ポリエステルを製造すること
ができる。反応は通常グリコール成分を酸成分に対し
1.1〜3モル倍使用して、触媒の存在下に実施され
る。
【0026】触媒としては例えばナトリウム、カリウ
ム、リチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、
錫、ストロンチウム、亜鉛、鉄、アルミニウム、コバル
ト、鉛、ニッケル、チタニウム、マンガン、アンチモン
等の担体、酸化物、水素化物、水酸化物、ハロゲン化
物、無機及び有機酸塩類、錯塩、複塩、アルコラート、
フェノラート等をあげることができ、これらは二種以上
併用してもよい。特にアンチモン化合物、ゲルマニウム
化合物、チタニウム化合物等が縮合触媒として好ましく
用いられる。かかる触媒は酸成分に対し0.005〜
0.5モル%程度が好ましく用いられる。好ましい縮合
温度は得られるポリマーの融点と350℃との間の温度
より好ましくは融点+5℃の温度と330℃との間の温
度である。
【0027】上記縮合反応を実施する際に、得られる芳
香族ポリエステルが実質的に線状である範囲内で、例え
ば安息香酸、ベンゾイル安息香酸等のエステル形成性官
能基を1個有する化合物;グリセリン、ペンタエリスリ
トール、トリメリット酸、ピロメリット酸等のエステル
形成性官能基を3個以上有する化合物;あるいはこれら
のエステル形成性誘導体を共存せしめて共重合せしめる
ことができる。エステル形成性官能基を3個以上有する
化合物は、例えば全酸成分に対し、0.2モル%以下で
用いることができる。
【0028】かくして本発明によれば上記式(II)で示
されるジカルボン酸及び/又はエステルを主たる酸成分
とし、炭素数2〜10の脂肪族グリコールを主たるグリ
コール成分とする実質的に線状の本発明の芳香族ポリエ
ステルが提供される。
【0029】本発明の芳香族ポリエステルは下記式
(I)
【0030】
【化6】
【0031】[ここで、nは2〜10の整数である。]
で表わされる繰り返し単位から主としてなるホモポリエ
ステル又はコポリエステルである。
【0032】本発明の芳香族ポリエステルは、繊維、フ
イルム、成形品等に容易に加工・成形できるため、種々
の形状にて利用が可能であり、その工業的意義は極めて
大きい。
【0033】例えば、本発明の芳香族ポリエステルから
繊維は下記の如く製造される:芳香族ポリエステルを乾
燥し、ポリマー結晶融点(Tm:℃)より高く、しかし
350℃よりも低い温度、好ましくは330℃よりも低
い温度、更に好ましくは320℃よりも低い温度で溶融
し、紡糸ノズルから押出すことによって例えば直径3mm
以下の未延伸繊維状物に成形する。次いで該未延伸繊維
状物を延伸、熱処理する。延伸は、ポリエステルのガラ
ス転移点をTg(℃)とした場合、(Tg−10)℃〜
(Tg+30)℃の範囲の温度で先ず実施するのが好ま
しく(一段延伸)、更に一段延伸温度〜(Tm−10)
℃の範囲の温度で延伸乃至熱処理するのが好ましい。延
伸倍率は全体として通常3〜10倍程度である。
【0034】同様に、本発明の芳香族ポリエステルから
フイルムは下記の如くして製造される:芳香族ポリエス
テルを乾燥し、ポリマー融点(Tm)よりも高く、しか
し350℃よりも低い温度、より好ましくは330℃よ
りも低い温度で溶融して、フイルム成形用ダイから押出
し、続いてポリマーガラス転移温度(Tg)よりも低い
温度に保った回転ドラム上に接触させて急冷させる。こ
のようにして得られた未延伸状態のフイルムはそのまま
でも耐熱性、耐加水分解性等において優れた性質を有す
るが、更に性能を向上させる目的で前記未延伸フイルム
を一軸方向又は二軸方向に延伸することもできる。延伸
は(Tg−10)℃〜(Tg+50)℃の範囲の温度
で、面積倍率にして2倍以上、更には5倍以上、特に8
倍以上になるように行うことが好ましい。延伸方法は、
二軸延伸の場合には逐次でも同時でもよい。延伸したフ
イルムは延伸温度〜(Tm−10)℃の温度で延伸乃至
熱処理することが好ましい。
【0035】なお、本発明の芳香族ポリエステルには、
必要に応じ適宜他種熱可塑性ポリマー、紫外線吸収剤等
の安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、離型
剤、顔料、核剤、充填剤あるいはガラス繊維、炭素繊
維、アスベスト等の如き強化材などを必要により配合す
ることができる。
【0036】
【発明の効果】本発明の芳香族ポリエステルは、成型性
に優れた結晶性ポリマーであり、高い力学物性、耐熱
性、耐薬品性等を有する高性能ポリエステルである。ま
た、本発明の方法によると、該芳香族ポリエステルを、
効率的にかつ、溶融重合法によって製造できることか
ら、工業的に有利である。
【0037】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を詳述する。ポ
リマーの融点は示唆熱分析(DSC)により、昇温速度
10℃/min で測定した。また、固有粘度は、P―クロ
ロフェノール/テトラクロロエタン(混合溶媒(重量比
4/6))を用い、35℃にて測定した。なお、本発明
は、これら実施例により何ら限定されるものではない。
【0038】
【参考例】
2―[(P―カルボキシフェノキシ)エトキシ]―ナフ
タレン―6―カルボン酸エチルエステルの合成 P―ヒドロキシ安息香酸メチル152g、ジブロモエタ
ン413gとをあらかじめ金属ナトリウム25.3gを
溶解させたエタノール1000mlにともに、3リットル
三ッ口フラスコに入れ、窒素気流下、リフラックス条件
にて撹拌しつつ18時間加熱反応せしめた。冷却後析出
した沈殿を濾別し、2層に分離した液層の下層をとり、
これにIN―NaOH水溶液200mlを加えて洗浄し
た。次いでこれを濃縮して未反応のジブロモエタンを除
去し、次にヘキサン1000mlを加えて不溶部を濾別
し、ヘキサン溶液を濃縮し、更にこれを減圧蒸留し、4
―(2―ブロモエトキシ)―安息香酸エチルエステル9
2gを得た。この化合物は、沸点163℃(0.1mmH
g)、融点43℃であった。
【0039】次いで得られた4―(2―ブロモエトキ
シ)―安息香酸メチル27.3gと、オキシナフトエ酸
メチルエステル32.5gとをあらかじめ水酸化ナトリ
ウム6.43gを溶解させたエタノール500mlととも
に1リットルの三ッ口フラスコに入れ、窒素気流下撹拌
しつつ、リフラックス条件にて7.5時間加熱反応せし
めた。反応中生じた沈澱を、冷却後、濾別・回収した。
これを、水次いでメタノールで洗浄し、さらにクロロホ
ルムから再結晶して、23.5gの生成物を得た。この
化合物は、融点140〜145℃であった。IRスペク
トル、NMRスペクトル、元素分析及びMSスペクトル
によりこの化合物が目的物であることを確認した。
【0040】
【実施例1】 (ポリエステルの重合)参考例で得られた2―[(P―
カルボキシフェノキシ)エトキシ]―ナフタレン―6―
カルボン酸エチル20.4g、エチレングリコール6.
8g及びチタンテトラブトキシド4.5mgを撹拌翼、及
び精留塔を備えたフラスコに仕込み、195℃にて生成
するエタノールを系外に留去させながら加熱反応せしめ
た。3時間後に、ほぼ理論量のエタノールが留出した。
【0041】続いて、反応物を、撹拌装置及び留出系を
備えたフラスコに移し、反応系を260℃から徐々に昇
温していき30分後に280℃にした。280℃にてさ
らに30分加熱反応せしめた。この間、エチレングリコ
ールの留出が観察された。
【0042】次いで、反応系を徐々に減圧していき最終
的には0.5mmHgの高真空状態に移行させた。この状態
で90分間反応せしめポリマーを得た。得られたポリマ
ーは、固有粘度0.78、融点237℃の結晶性ポリエ
ステルであった。
【0043】
【実施例2】実施例1で得られたポリマーを、乾燥後2
60℃にて溶融させ、0.3mmのノズル径をもつキャッ
プから押し出し400m/min の線速度で巻きとった。
次いで該未延伸糸を130℃にて4.7倍で延伸し、ひ
きつづき160℃にて1.4倍に延伸(二段延伸)して
3.7デニールの延伸糸を得た。ゲージ長25mm、引張
り速度20mm/分の条件で引張り試験を実施したとこ
ろ、繊維物性としては引張り強度5.7g/de、破断伸
度9.9%、ヤング率267g/deであった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式(I) 【化1】 [ここで、nは2〜10の整数である。]で表わされる
    繰り返し単位を少なくとも50モル%有し、かつP−ク
    ロロフェノール/テトラクロロエタン(40/60重量
    比)の混合溶媒を用いて35℃で測定した固有粘度が
    0.4以上である芳香族ポリエステル。
  2. 【請求項2】上記式(I)においてnが2である請求項
    1記載の芳香族ポリエステル。
  3. 【請求項3】下記式(II) 【化2】 [ここでRは水素原子、低級アルキル基、シクロアルキ
    ル基又は置換基を有していてよいフェニル基である。]
    で表わされる芳香族ジカルボン酸又はそのエステル誘導
    体と炭素数が2〜10の脂肪族グリコールとの混合物を
    加熱反応せしめ、溶融重縮合することを特徴とする請求
    項1記載の芳香族ポリエステルの製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0775564A2 (en) 1995-11-24 1997-05-28 Bando Kagaku Kabushiki Kaisha Blade for electrophotographic devices and production method and production apparatus for same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0775564A2 (en) 1995-11-24 1997-05-28 Bando Kagaku Kabushiki Kaisha Blade for electrophotographic devices and production method and production apparatus for same

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